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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kugelventil, welches insbesondere
angepasst ist für
einen Einsatz in Gassystemen im Heimbereich oder industriellen Bereich,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Kugelventile
im Allgemeinen, und insbesondere solche für Gassysteme im Heimbereich
oder industriellen Bereich, können
optionalerweise ein Mittel aufweisen, das ein unbefugtes Eingreifen
oder ein Verletzung indiziert und geeignet gestaltet ist, um eindeutig
ein mögliches
unbefugtes Eingreifen an den das Ventil manuell betätigenden
Elementen, wie beispielsweise ein Betätigungsknopf, Griff, Knauf,
Arm oder ähnliches,
die im folgenden grundsätzlich
als "Antriebshebel" bezeichnet sind,
zu indizieren. Die vorgenannten Elemente sind mit einem Schraubenelement
gekoppelt, um rotierend einen Kugelverschluss des Ventils anzutreiben,
durch geometrische Wechselwirkung mit diesem oder formschlüssiges Eingreifen
in diesen. Die Elemente sind durch eine Klemmmutter auf das Schraubenelement
geklemmt, die auf einen freien Gewindeendteil des Schraubenelements
aufgeschraubt ist.
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Die
vorgenannte geometrische Wechselwirkung oder der Formschluss wird üblicherweise
ermöglicht
durch Bereitstellung von zwei parallelen und gegenüberliegenden
flachen oder ebenen Teilen oder Bereichen an dem freien Gewindeende
des Schraubenelements und einer korrespondierenden Öffnung in
dem Hebel, die parallele Seiten besitzt, die gekoppelt sind über Umfangsbereiche
mit einem Durchmesser, der dem äußeren Durchmesser
der Schraube entspricht, um mit der Klemmmutter auf dem Gewindeteil
der Schraube in Wechselwirkung zu treten oder in diesen einzugreifen.
Insbesondere nach der Montage und der Sicherung des Hebels durch
die Mutter werden zwischen dem inneren Umfang der Mutter und den
flachen oder ebenen Bereichen der Schraube zwei freie Kammern gebildet,
die unten oder im Bodenbereich durch den Hebel geschlossen sind
und an der Oberseite mit der Außenseite
frei kommunizieren.
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Um
Präzisionserfordernisse
bei der Fertigung zu erfüllen,
ist das äußere Gewindeende
der Schraube weiterhin mit einem Sackloch ausgebildet, welches mit
der Montage frei bleibt.
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Ausgehend
von der zuvor erwähnten
Konstruktion eines Kugelventils werden zwei Ansätze zum Indizieren einer möglichen
unerwünschten
Verletzung entwickelt. Der erste Ansatz gewährleistet eine Applikation
eines farbigen Farbtropfens oder Punktes oder Streifens, der sich
erstreckt von einem Punkt an der seitlichen Oberfläche der
Mutter zu dem benachbart darunter liegenden Antriebshebel, was zur
Folge hat, dass ein unbefugtes Eingreifen an dem Hebel, d. h. ein
Abschrauben der Mutter, ein optisch sichtbares Brechen des Farbtropfens,
Punktes oder des Streifens verursacht.
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Allerdings
wird in einem praktischen Einsatz eine derartige visuelle Detektierung
eines Bruches des Farbtropfens, Punktes oder Streifens unter Umständen sowohl
durch die kleine Oberfläche
des Farbtropfens, Punktes oder Streifens erschwert als auch infolge
der Tatsache, dass das Brechen üblicherweise
in einem dünnen
kreuzartigen oder quer orientierten Schlitz resultiert, welches
mit einem erneuten Aufschrauben der Mutter nicht länger sichtbar ist.
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Der
Hauptnachteil dieses Ansatzes ist allerdings, dass eine unerwünschte Verletzung
einfach verborgen werden kann durch Aufbringen eines weiteren Farbtropfens,
Punktes oder Streifens auf den gebrochenen Schlitz.
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Der
zweite erfindungsgemäße und durch den
Patentinhaber vorgeschlagene Ansatz schlägt die Verwendung eines Mutter-Gehäuses vor,
an dessen äußerem Ende
sich ein Ring aus einem Kunststoff befindet, der mit einem Aufschrauben
der Mutter auf die Schraube selbsttätig auf die Schraube geschraubt
wird und klar von außen
sichtbar ist. Mit einem Lösen
der Mutter löst
sich der Ring aus dem Kunstsoff mit einer geeigneten Farbe, wodurch
klar das unerwünschte
Eingreifen indiziert wird.
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Die
zuvor erwähnten
Ansätze
können
durch Behörden
ausländischer
Staaten (kaum) standardisiert werden, beispielsweise auf Basis des
europäischen
Standards En 331/1998, der eine Vielzahl von Erfordernissen für ein visuelles
Anzeigen eines möglichen
unbefugten Eingreifens an dem Kugelventil bzw. eine Verletzung des
letzteren aufstellt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Entsprechend
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kugelventil bereitzustellen,
in dem eine unerwünschte
Verletzung desselben sehr leicht sichtbar gemacht ist.
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Die
zuvor erwähnte
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
ein Kugelventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich gemäß den abhängigen Ansprüchen.
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Anspruch
2 offenbart eine sehr einfache Ausführungsform der Erfindung mit
einer einzelnen verankernden Vertiefung, die ein leicht optisch
detektierbares Siegel gegen eine Verletzung bereitstellt, das auf
verlässliche
Weise verankert ist.
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Anspruch
3 offenbart eine erste modifizierte Ausführungsform mit einer doppelten
Verankerungs-Vertiefung.
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Anspruch
4 offenbart eine dreifache Verankerungs-Kammer, die ein sehr zuverlässiges Verankern
oder Klemmen des eine Verletzung des Ventils indizierenden Mittels
ermöglicht.
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Gemäß Anspruch
5 erstreckt sich der äußere Bereich
des eine Verletzung vermeidenden Mittels oder des Siegels entlang
der gesamten äußeren Stirnfläche der
Klemmmutter, wodurch dieses klar sichtbar ist.
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Eine
weitere Verbesserung der Sichtbarkeit und Klarheit ergibt sich entsprechend
der Lösung nach
Anspruch 6.
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Entsprechend
Anspruch 7 besitzen die Verankerungs-Vertiefungen eine geringe Höhe, wodurch konventionelle
oder abgestufte Klemmmuttern eingesetzt werden können.
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Für die Ausgestaltung
gemäß Anspruch
8 kann als ein einspritzbares, formbares oder schmelzendes Material
ein Kunststoff oder ein Metall oder eine Metalllegierung mit einem
niedrigen Schmelzpunkt, wie beispielsweise Blei, Zinn-Legierung,
eingesetzt werden.
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Entsprechend
Anspruch 9 wird es ermöglicht,
eine durchgeführte
Verletzung visuell klar zu detektieren.
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Somit
ist ersichtlich, dass die Erfindung eine Vielzahl wichtiger Vorteile
ermöglicht,
wie beispielsweise eine klare visuelle Indikation einer Verletzung. Weiterhin
kann mit einem Wegziehen des Siegels das eine Verletzung vermeidende
Siegel nicht wiederhergestellt werden, wodurch eine permanente und
dauerhafte Indikation einer erfolgten Verletzung möglich ist.
Während
die hier vorgeschlagenen Verankerungs-Vertiefungen geeignet dimensioniert
sein können
und geeignet geformt sein können
in Abhängigkeit
von dem eingesetzten schmelzenden oder formbaren Material, ist es
vorzugsweise auch möglich,
die bereits in bekannten Kugelventilen vorhandenen Vertiefungen
zu verwenden, um diese vollständig
oder teilweise als verankernde Vertiefungen für eine Verankerung des indizierten
Materials darin zu verwenden.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass die Siegel gegen eine Verletzung in den
Vertiefungen, die das schmelzbare oder formbare Material darin aufnehmen,
fest aufgenommen oder eingeklemmt sind, da das Material während des
Einspritzens oder des Einformens jedwede Hinterschnitte, die durch
das Klemmmuttergewinde und/oder beliebige Schlitze, die in dem die
Schraube zentrierenden Sackloch gebildet sind, oder die Rauhigkeiten
der Verankerungs-Vertiefungen füllen
wird.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass das formbare oder schmelzbare Material
ein beliebiger Kunststoff sein kann oder ein Metall oder eine Metall-Legierung mit
einem niedrigen Schmelzpunkt. Unter Verwendung konventioneller oder
abgestufter Muttern ist es weiterhin möglich, die Höhe des Schraubengewindebereichs
zu reduzieren, um eine korrespondierende Reduzierung der erforderlichen
Materialmenge zu erzielen. Selbst kleine derartige Materialeinsparungen können sehr
vorteilhaft sein bei großen
Serienfertigungen derartiger Kugelventile.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass das Spritzgussverfahren für ein derartiges
Material vorteilhaft auch erst nach einer vollständigen Montage und möglicherweise
einem Test des Ventils ausgeführt
werden kann, wodurch das eine Verletzung indizierende Siegel ebenfalls
zur Gewährleistung
eines perfekten und zuverlässigen
Betriebes des Ventils beiträgt.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass der Injektions-Kopf oder ein Spritzgusskopf
eine einfache buchsenartige Form besitzen kann und lösbar eingepasst
werden kann durch einen Formschluss oder eine geometrische Wechselwirkung
mit der Mutter-Schraube-Ventil-Baugruppe.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten des verbesserten Kugelventils
entsprechend der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich auf Grundlage
der folgenden Offenbarung von einigen Ausführungsformen der Erfindung,
die lediglich beispielhaft in den beigefügten Zeichnungen dargestellt
sind, wobei:
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1 ein
vertikaler Längsschnitt
eines verbesserten Kugelventils entsprechend der vorliegenden Erfindung
ist bei Schnittführung
entlang der Querschnittsebene 1-1 gemäß 2;
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2 ein
weiterer Querschnitt ist bei Schnittführung entlang der Schnittebene
ii-ii gemäß 1;
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3 in
einem vergrößerten Maßstab ein Detail
A gemäß 2 zeigt;
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4 eine
Draufsicht des Ventils gemäß 1 bis 3 ist;
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4A ein
Detail einer Draufsicht ist, das den Endbereich des Antriebshebels
des Kugelventils gemäß 1 bis 4 zeigt;
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4B ein
Detail zeigt ähnlich
dem gemäß 4A mit
einer vereinfachten modifizierten Ausführungsform des geometrischen
oder formschlüssigen Einpassens
des Antriebshebels und der Ventilschraube;
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5 eine
perspektivische Ansicht zeigt, die das Ventil gemäß 1 bis 4 darstellt;
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6 eine
detaillierte perspektivische Ansicht ist, die die klemmende Mutter/Schraube-Baugruppe
gemäß 5 sowie
das Siegel gegen eine unerwünschte
Betätigung
zeigt; und
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7 ein
Detail zeigt ähnlich
dem gemäß 6 mit
einer modifizierten Ausführungsform
eines eine unerwünschte
Betätigung
vermeidenden Siegels.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In
den Figuren sind ähnliche
Teile mit ähnlichen
Bezugszeichen versehen.
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Ein
Kugelventil 1, beispielsweise eine Kugelventil für Gas, weist
einen Ventilkörper 2 mit
einem Einlass und einem Auslass 4 (oder umgekehrt) auf sowie
eine dazwischen angeordnete Kammer 6, die einer Aufnahme
eines Kugelverschlusses oder Sperrverschlusses 7 darin
dient. Der Kugelverschluss 7 besitzt ein Durchgangsloch
oder eine Durchgangsbohrung 8 und ist durch gegenüberliegende
Dichtungen 9 unterstützt,
getragen oder abgedichtet gegenüber
dem Gehäuse.
Der Kugelverschluss 7 steht in Wirkverbindung oder in Eingriff
mit einer Antriebsschraube 11. Auf der Antriebsschraube 11 kann,
beispielsweise mittels eines Formschlusses oder einer geometrischen
Wechselwirkung, ein Antriebshebel 12 montiert werden, der
mittels einer Klemmmutter 13 auf die Schraube 11 geklemmt
wird.
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Wie
in 4 dargestellt, besitzt für einen Formschluss von Hebel 12 und
Schraube 11 die Schraube 11 in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
zwei gegenüberliegende
flache oder ebene Bereiche 14, 16, während der
Hebel 12 eine korrespondierende Aussparung 17 besitzt,
vgl. 4A.
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Weiterhin
ist an dem Gewindeendteil 18 der Schraube 11 eine
axiale Sacklochbohrung 19 bereitgestellt. Mit einer Montage
der Klemmmutter 13 oder einer Verriegelungsmutter auf dem
Gewindeendteil 18 sind zwischen der Schraube 13 und
den ebenen Teilen 14, 16 der Schraube 11 zwei
Kammern 21, 22 gebildet, die an der Unterseite
durch die Oberseite des Hebels 12 geschlossen sind und
die an der Oberseite nach außen
führen.
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Schraube 11 und
Hebel 12 können
auch lediglich durch Verwendung eines einzelnen ebenen Teils an
der Schraube einen Formschluss beispielsweise mit dem ebenen Bereich
bzw. Teil 14 bilden, so dass die Aussparung 17A in
dem Hebel 12 mit der Konfiguration gemäß 4B bereitgestellt
ist.
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Die
Wirkverbindung zwischen Schraube 11 und Hebel 12 kann
auch hergestellt sein ohne ebene Bereiche der Schraube 11,
sondern vielmehr mittels eines durchgehenden Pins, der auf nicht
dargestellte Weise orthogonal durch den Endbereich des Hebels 12 und
die Schraube 11 hindurchtritt.
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Ausgehend
von den zuvor offenbarten Ventilen gemäß dem Stand der Technik schlägt die Erfindung
vor, in diesen ein eine Verletzung indizierendes Siegel vorzusehen,
das spezifisch gestaltet ist zum Indizieren einer aufgetretenen
Verletzung und das in einer Verankungs-Vertiefung oder einer Klemm-Vertiefung
gebildet ist, die vorzugsweise entweder in derartigen bekannten
Ventilen bereits existiert oder die spezifisch für die Erfindung ausgeformt
werden können.
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Zunächst wird
Bezug genommen auf ein eine Verletzung indizierendes Siegel für Ventile
des Typs gemäß 1 bis 5.
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Entsprechend
der Erfindung ist das eine Verletzung zeigende Siegel 25 gebildet
durch Einspritzen eines spritzbaren oder schmelz- oder formbaren Materials
in zumindest eine Vertiefung der Baugruppe, die gebildet ist mit
dem Gewindeendteil 18 der Schraube 11 und der
Klemmmutter 13, wobei zumindest eine Verankerungs-Vertiefung
das axiale Sackloch 19 aufweisen kann. In der dargestellten
Ausführungsform
besitzt die Verankerungs-Vertiefung weiterhin benachbart dem Sackloch 19 zwei
gegenüberliegende
Vertiefungen 21, 22, wobei die Vertiefungen 19, 21 und 22 sämtlich nach
außen
offen sind. Somit werden durch einen Einspritzkopf 26,
der geeignet gestaltet ist, um auf die Klemmmutter 13 aufgepasst zu
werden, und der eine domartige Oberseite 27 besitzt, die
Vertiefungen 19, 21 und 22 in einer miteinander
kommunizierenden Beziehung gehalten. Die Vertiefungen 19, 21 und 22 werden
mit einem Einspritzen eines einspritzbaren Materials in die Kammern
kontinuierlich gefüllt
mit dem einspritzbaren Material, welches während des Einspritzens Hinterschneidungen
ausfüllt,
beispielsweise bei den Gewindebereichen der Kammern 21 und 22 und
möglichen
ringförmigen
Schlitzen 28, die in dem axialen Sackloch 19 gebildet
sind, wie dies in 3 dargestellt ist. 3 zeigt
weiterhin, dass die Oberseite 27 des Einspritzkopfes 26 ermöglicht,
dass das Siegel 25 mit einem äußeren Bereich 29 ausgestattet
ist in der Form einer Scheiben-Kappe, die substantiell die gesamte äußere Stirnseite
der Mutter 13 überdeckt.
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In
der in 7 dargestellten Ausführungsform bildet der Einspritzkopf 26 eine
nach unten gerichtete Erweiterung 29A der Kappe 29,
wodurch eine Kappen-Konfiguration gebildet ist, die wesentlich besser
sichtbar ist als ein Siegel 25 mit einem domartigen äußeren Bereich 29,
wie dieses beispielsweise in 4B dargestellt
ist.
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Der
Grundgedanke der Erfindung einer Bildung eines eine Verletzung beweisenden
Siegels mit drei Verankerungs-Vertiefungen kann auch an Ventile
angepasst werden, die eine andere Zahl an Verankerungs-Vertiefungen
besitzen und/oder Verankerungs-Vertiefungen mit anderer Konfiguration,
oder an Ventile einem anderen Typ eines Formschlusses, vgl. 4B.
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In
der Anwendung wird das Einspritzen des einspritzbaren Materials
ausgeführt
unter Verwendung konventioneller Spritzgussverfahren für Kunststoff
oder Metall-Materialien, beispielsweise für ein Einspritzen von Blei,
Zinn oder Legierungen dieser Materialien, d. h. Metalle mit niedrigen
Schmelzpunkten. Spritzguss-Vorrichtungen und -Verfahren sind hier
nicht weiter im Detail beschrieben, da diese für den Durchschnittsfachmann
hinreichend bekannt sind.
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Schließlich ist
hervorzuheben, dass die feste Verankerung, die durch die Erfindung
ermöglicht wird,
eine Reduzierung der Höhe
der Muttern 13 einschließlich eines Ringes 13A aus
Kunststoff ermöglicht
oder eine Verwendung einer konventionellen oder abgestuften Mutter,
wodurch die Höhe
der verankernden Vertiefungen 19, 21 und 22 und
die Höhe des
Gewindeteils der Schraube 18 reduziert wird mit einer hieraus
resultierenden Verringerung der Materialmenge und der Fertigungsschritte
für eine
Formgebung der Schraube.
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Es
ist weiterhin ersichtlich, dass das eine Verletzung zeigende Siegel 25 auch
für ein
bereits montiertes und getestetes Ventil eingesetzt werden kann,
wodurch ein besonders zuverlässiges
Ventil bereitgestellt wird. Im Betrieb wird ein Abschrauben der
Sicherungsmutter 13 oder eine Verletzung des Ventils 1 das
Siegel 25 brechen, wodurch dessen oberer kappenförmiger Bereich
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
gelöst
wird, was die Verletzung klar sichtbar macht und detektierbar festhält oder
dokumentiert.
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Das
visuelle Detektionsvermögen
kann weiter verbessert werden durch Verwendung eines geeignet kolorierten
schmelzenden Materials, welches möglichst einen Kontrast bildet
zu der Farbe des Hebels 12 oder des Ventilkörpers 2.
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Aus
der obigen Offenbarung der Konstruktion und der Funktion ist ersichtlich,
dass die Erfindung eine effiziente Lösung der eingangs genannten
Aufgabe sowie eine Herbeiführung
der erwähnten
Vorteile ermöglicht.
In der Praxis wäre
es zusätzlich
zu einer Verwendung der zuvor erwähnten verankernden Vertiefungen
möglich,
weitere verankernde Vertiefungen in der mit der Schraube und der
verankernden Mutter gebildeten Baugruppe bereitzustellen, beispielsweise
durch Ausbildung eines Querloches, welches auf nicht dargestellte
Weise die Mutter und die Schraube durchsetzt, t oder durch Ausstattung des
Kappenbereichs mit unterschiedlichen Formen, ohne dass hierdurch
der Schutzumfang der Erfindung verlassen wird.
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Neben
einem Einsatz für
Kugelventile oder Sperrventile für
Gassysteme können
die verbesserten Kugelventile entsprechend der vorliegenden Erfindung
ebenfalls eingesetzt werden in beliebigen Anwendungsfeldern, beispielsweise
in Hydrauluk-, Heizungs- und Sanitäranlagen.